## MODEL SPEKTRUM RADIASI SURYA DAN SUHU DI DALAM RUMAH PLASTIK
(The Solar Spectrum and Temperature Model in The PlasticHouse)
Yushardi 1 , Y. Koesmaryono 2 , H.M.H. Bintoro 3 , A.H. Tambunan 4
1 Mahasiswa pada program studi Agroklimatologi Sekolah Pascasarjana IPB
2 Staf pengajar  Program Studi Agroklimatologi IPB
3 Staf pengajar Program Studi Agronomi IPB
4 Staf pengajar Program Studi Ilmu Teknik Pertanian IPB

## ABSTRAK
Penelitian dilakukan dalam rangka mengembangkan model spektrum radiasi surya dan suhu di dalam rumah plastik.  Penelitian bertujuan untuk menentukan spektrum radiasi dan suhu optimum di dalam rumah plastik.  Metode yang digunakan adalah penelitian lapang dan simulasi.  Penelitian lapang terdiri atas tiga perlakuan yaitu plastik  Polietilen( PE) dengan proteksi Ultraviolet (0 %, 6 % dan  14  %).  Perlakuan  kedua  adalah  kemiringan  sudut  antara  penutup  plastik  dengan  bidang horizontal.  Perlakuan  ketiga  adalah  bahan  lantai  yaitu  tanah  dan  rumput.  Hasil  penelitian menunjukkan bahwa kondisi optimum untuk rumah plastik adalah dengan menggunakan pelindung UV 14%, dan rumput sebagai lantai yang menghasilkan kondisi optimum dengan menurunkan suhu 2.9 % pada plastik dengan UV 14%, 2.7 % pada  β= 67 o dan  5.7 % dengan menggunakan rumput sebagai  lantai.    Spektrum  UV,  PAR  ( Photosintetically  Active  Radiation )  dan    IR  (Infrared)  yang ditransmisikan dari plastik PE 14 % berturut-turut sebesar 3.0 W/m 2 . 143.2 W/m 2 and 192.8 W/m 2 . Parameter  lain  yang  mempengaruhi  suhu  dalam  rumah  plastik  adalah  koefisien  konveksi  alamiah (hi)  dan  koefisien  ventilasi  (hv).  Untuk  rumah  plastik  dengan  bentuk  heksagonal  nilai  hi  and  hv adalah 1.5 W/m 2 .C, 50 W/m 2 .C, sedangan rumah plastik berbentuk Tunnel mempunyai  nilai  hi dan hv adalah 1.5 W/m 2 . o C and 55 W/m 2 .C
Kata Kunci : Infrared, Rumah plastik, Spektrum, Suhu, Ultraviolet,

## ABSTRACT
Research has  been  conducted  to  develop  the  solar  spectrum  and   temperature model  in the plastic house.  The objective of this research is to determine spectrum and temperature optimum in the  plastic  house.  The  method  was  used  by  field  experiment  and  simulation.  Field  experiment consist  of  three  treatments.  These  are  first  treatment  used  the  plastic  Polyethylene  (PE)  with  UV (Ultraviolet)  protection  (0  %.  6  %  and  14 %). The  second  treament  was  determined  the  tilt  angle between plastic cover and horizontal planar. The third treatment was flooring by used soil and grass. The expriment reveals that optimum condition for  the plastic house that used plastic UV protection 14%, and use grass as the floor. Produce a optimum result in decreasing Tin for 2.9 % in plastic UV 14%, 2.7 % in β= 67 o and 5.7 % in using grass as the floor. Spectrum of UV, PAR (Photosintetically Active  Radiation)  and  IR  (Infrared)  that  transmited  from  PE  14  %  plastik 3.0  W/m 2 .  143.2  W/m 2 and 192.8 W/m 2 respectively.  The other parameter that influence the temperature in plastic house is natural convection coeficient (hi) and ventilation coeficient (hv). For type Hexagonal plastic house
hi  and  hv  1.5  W/m 2 .C,  50  W/m 2 .C  respectively.    For  type  Tunnel  plastic  house  hi  and  hv  1.5 W/m 2 . o C and 55 W/m 2 .C  respectively.
Keyword : Infrared, Plastic house, Spectrum, Temperature, Ultraviolet,

## PENDAHULUAN
Rumah  plastik  merupakan  salah  satu  media  untuk  menjaga  agar  tanaman    terhindar    dari kondisi  cuaca  yang  kurang  menguntungkan  seperti  adanya  salju  atau  angin  kencang  dan  agar tanaman  selalu hangat pada  kondisi  malam hari  (Seeman  J,  1974;Takakura T,  1989).  Pada  umum nya  bentuk  rumah  plastik  di  negara  tropik  mengikuti  bentuk  rumah  plastik  di  negara  sub  tropik ( standar peak, sere dan arch ). Permasalahan rumah plastik yang berada di daerah tropis adalah suhu rumah plastik pada siang hari dapat mencapai lebih besar dari 40 o C (Conellan, 2005). Suhu tersebut dapat  menyebabkan  tanaman  menjadi  layu.  Salah  satu  cara  mengendalikan  suhu  di  dalam  rumah plastik tersebut adalah dengan memperhatikan spektrum radiasi surya yang masuk ke dalam rumah plastik.  Spektrum  radiasi  surya  yang  terperangkap  di  dalam  rumah  plastik  hanya  spektrum gelombang panjang, dan energi panas  yang dikandung spektrum radiasi surya gelombang panjang tersebut akan dikonversikan menjadi suhu di dalam rumah plastik.
Pengendalian spektrum radiasi surya dapat dilakukan dengan mengetahui sifat kimia fisika dari  plastik  (Ksenzhek et  al .  1986;Waaijenberg et.al. 2005;  Runkle et.al. 2005).  Spektrum  yang masuk  kedalam  rumah  plastik  terdiri  atas  ultraviolet  UV),  cahaya  tampak/visible  (VIS)  dan inframerah  (IR).  Spektrum  VIS  berimpit  dengan  spektrum  PAR  yang  berguna  untuk  proses fotosintesis.  Spektrum  IR  yang  terperangkap  masuk  memiliki  energi  panas  yang  tinggi  dapat menggetarkan  molekul  yang  dilaluinya  yang  menyebabkan  meningkatnya  suhu  di  dalam  rumah plastik  tersebut  (Beiser  A,  1982).  Peningkatan  suhu  di  dalam  rumah  plastik  dapat  dikendalikan dengan  memberi  ventilasi  dan  tipe  plastik  yang  digunakan  diberi  filter  UV  dan  filter  inframerah (Tabatabaie et al , 2005).
Penelitian  bertujuan  untuk  menyusun  dan mengembangkan model  spektrum radiasi  surya dan  suhu  di  dalam  rumah  plastik  melalui  penentuan  jenis  plastik  dapat  memberikan  spektrum radiasi  surya  dan  suhu  optimal  di  dalam  rumah  plastik  dan  merancang  konstruksi  bentuk  rumah plastik optimal.

## BAHAN DAN METODA

## Waktu dan Tempat
Penelitian  dilakukan    selama  1  tahun  mulai  bulan  Juni  2005  di  Laboratorium  Lapangan TEP Leuwi Kopo FATETA IPB Darmaga Bogor.  Secara geografis tempat penelitian terletak pada 6 o LS dan 107 o BT.

## Bahan dan Alat
Bahan rumah plastik yang digunakan adalah :1) Plastik Poly Ethylene (PE) berproteksi UV 6 %,  14  %,  dan  tanpa  proteksi  UV  dengan  masing  masing    ketebalan  0.3  mm.  Peralatan  yang digunakan untuk spektrum dan suhu pada sistem rumah plastik terdiri atas:  1) Integrating Actino
Recorder. Model PH- 11M- 2 AT.produk SUGA. Jepang  2) Mikrokontroler 8051 dilengkapi sensor LDR. LM35.
Rumah plastik yang digunakan pada penelitian ini adalah prototipe rumah plastik berbentuk Tunnel dan Hexagonal seperti pada Gambar 1, dan dengan spesifikasi teknis seperti pada Tabel 1.
Gambar 1.  Prototype rumah plastik dengan tipe Tunnel dan Heksagonal

## Metode Penelitian
Penelitian  meliputi  percobaan  laboratorium,  lapangan  dan  permodelan  spektrum  radiasi surya dan suhu di dalam rumah plastik.  Data hasil pengamatan lapangan digunakan sebagai dasar penurunan parameter, kalibrasi dan pengujian model.

## Percobaan Laboratorium
Pengukuran  sifat  transmisi  plastik  PE  berproteksi  UV  0  %,  6  %  dan  14  %.  dilakukan  di Sentral  Teknologi  Polimer  Puspitek  Serpong.  Pengukuran  menggunakan  1UV-VIS  produk  dari Shimadzu FTIR 8300, Jepang

## Percobaan Lapangan
Percobaan  lapangan  menggunakan  tiga  perlakuan  yakni:  1)  bahan  plastik  penutup berproteksi UV, 2) kemiringan atap penutup rumah plastik dengan bidang horizontal, dan 3) jenis lantai tanah dan rumput.
Pengukuran di lapangan meliputi  1) pengukuran spektrum radiasi surya terdiri atas UV, VIS dan  IR,  2)  pengukuran  suhu  penutup  (Tc),  suhu  di  dalam  (Tin),  suhu  permukaan  (Tss)  dan  suhu tanah (Ts) pada kedalaman 30 cm. Pengukuran suhu tersebut dengan memperhatikan a) jenis bahan plastik, b) sudut kemiringan penutup rumah plastik dengan bidang horizontal (β),dan jenis lantai.
Peubah yang digunakan untuk a) plastik adalah sifat transmisivity, ketebalan, panas jenis, b) kontruksi  rumah  plastik  adalah    tinggi,  bahan  rangka  rumah  plastik,  panas  jenis  rangka  rumah plastik dan luas ventilasi, c) tanah : panas jenis tanah. koefisien konduktivitas, albedo, kedalaman tanah, d) cuaca adalah intensitas radiasi surya. intensitas spektrum (UV,VIS dan IR) radiasi surya, kecepatan angin, suhu udara dan kelembaban udara.
Spesifikasi rumah plastik Jenis p/d l/d h  L t V A v Hexagona l 4 4 3  12.6  27.5 12.5 Tunnel 4 2 2  8.0 16.3 7.1 Keterangan : p= panjang dalam meter l=lebar dalam meter d=diameter dalam meter L t =luas tanah dalam meter V=volume dalam m 3
A v =luas ventilasi dalam m 2
Rangka bangunan besi plat 2 mm dan pipa  besi berdiameter 2 cm
Bahan plastik PE (polyetylena tebal 0.3 mm)

## Permodelan Spektrum Radiasi Surya dan Suhu
Model  simulasi  spektrum  dan  suhu  merupakan  satu  kesatuan  dan  terintegrasi  dalam  lima submodel.  yaitu: 1)  submodel spektrum radiasi surya. 2)  submodel suhu cover rumah plastik (Tc). 3)  submodel  suhu  di  dalam  rumah  plastik  (Tin).  4)  submodel  suhu  permukaan  tanah  (Ts)  dan  5) submodel suhu di dalam tanah (Ts) pada kedalaman tanah 30 cm.
Submodel  spektrum radiasi  surya  menduga  total  spektrum radiasi  surya  yang  terperangkap dan ditransmisi kedalam rumah plastik berdasarkan panjang gelombang. Spektrum radiasi surya dari angkasa  yang menuju rumah  plastik  terdiri atas  :  spektrum  UV,  VIS,  dan  IR.  Spektrum-spektrum tersebut  oleh  penutup rumah plastik  sebagian  diserap,  sebagian di  pantulkan  kembali  ke  luar,  dan sebagian  besar  diteruskan  ke  dalam  rumah  plastik.    Spektrum-spektrum  yang  diteruskan  setelah sampai di permukaan lantai sebagian dipantulkan kembali menuju penutup rumah plastik, sebagian diserap  lantai,  dan  sebagian  kecil  diteruskan  ke  dalam tanah.  Spektrum  yang  dipantulkan  kembali oleh  lantai  menembus  penutup  rumah  plastik  dan  menuju  angkasa  hanya  spektrum  gelombang pendek.    Spektrum  gelombang  panjang  oleh  penutup  plastik  dipantulkan  kembali  menuju  lantai rumah  plastik  dan  kemudian  dipantulkan  menuju  angkasa  dan  seterusnya  secara  berulang  hingga secara  matematis  membentuk  deret  ukur.  Sebagian  spektrum  gelombang  panjang  tersebut terperangkap  di  dalam  rumah  plastik.  Energi  spektrum  gelombang  panjang  yang  terperangkap  di dalam  rumah  plastik  tersebut  lalu  diubah  menjadi  energi  panas,  sehingga  meningkatkan  suhu  di dalam rumah plastik.
Submodel  suhu  penutup  rumah  plastik  disimulasi  untuk  menduga  Tc  rumah  plastik. Spektrum radiasi  surya  yang  datang lalu  diserap  penutup plastik  dan  energinya  merupakan  energi panas  dan  diubah  menjadi  suhu  penutup  rumah  plastik.  Tc  tersebut  dipengaruhi  oleh  koefisien konveksi alami dan ventilasi.
Submodel  suhu  di  dalam  rumah  plastik  disimulasi  dan  menduga  Tin.    Spektrum  yang terperangkap  tersebut  merupakan  gelombang  panjang.  Kemudian  energi  panas  tersebut  diubah menjadi suhu di dalam rumah plastik (Tin).
Submodel  permukaan  tanah  disimulasi  dan  menduga  Tss.  Spektrum  radiasi  surya  yang diserap  tanah  diubah menjadi  energi  panas  dan  kemuduan diubah  menjadi  suhu  permukaan  tanah (Tss).
Submodel suhu di dalam tanah disimulasi untuk menduga Ts.  Spektrum radiasi surya  yang diserap  tanah  sangat  kecil  sekali.  pendugaan  Ts  berdasarkan  perbedaan  Tss  terhadap  Ts, konduktivitas tanah dan kedalaman tanah.
Peubah masukan yang digunakan dalam model simulasi ini adalah peubah cuaca terdiri atas intensitas  radiasi  surya  (I),  kecepatan  angin  (Vwind)  dan  kelembaban,  letak  geografis  (  ),  sudut kemiringan (β), panjang gelombang (λ) dan keadaan awal (Tco, Tino, Tsso dan Tso).
Pada Gambar 2 terlihat spektrum energi yang masuk terperangkap kedalam rumah plastik membentuk deret geometri dengan rasio  f  . Spektrum energi yang datang dari arah atas ke bawah I  out  (  ),  kemudian  spektrum  energi  dipantulkan  ke  atas  I  out  (  )  f.. selanjutnya  spektrum dipantulkan kebawah lagi I  out  (  )  f  dan dipantulkan kembali keatas I  out  (  ) 2  f  .
I  out
I  (  )  abs_s  z = 30 cm I  (  )  abs_s  I  (  )  abs_s  2  2
Lapisan Tanah Pada z1 = 30 cm  z1 = 30 cm
Gambar 2.  Penangkapan Spektrum radiasi surya di dalam rumah plastik (Abdullah et.al. 1998)
Total spektrum yang menuju arah bawah membentuk deret geometri sebagai berikut:
Total spektrum yang menuju arah atas membentuk deret geometri sebagai berikut:
Total Spektrum setiap jenis gelombang yang terperangkap di dalam rumah plastik :
Permodelan matematika suhu pada sistem rumah plastik pada Gambar 3 adalah sebagai berikut :
Gambar 3. Model fisik suhu di dalam rumah plastik
(2) (3) (β ) (1 ) ] 4 [ .......... ]......... ) 1 ( ) 1 ( [ 1 2 ] ) ( [ [3] ... .......... .......... .......... ]......... αβ) (1 α) (1 [ τ(λ)I I _ 2 1 _ λout λin                    to t o u t to t in I d I [1] . .......... ) ( I ) ( I ) ( I : 2 f out f out out                  turun tot I ] 2 [ . .......... .......... .......... ) ( I ) ( I ) ( I : 2 3 out f out f out                   naik tot I (4)  I  out  (  ) I  out  (  )  f I  out  (  )  f  I  out  (  )  2 f  I  out  (  )  2 f  2 I tot  (  )  3 f zo  f Tc Tin Ts Tss
(1) Sub sistem cover rumah plastik
(2). Sub sistem udara di dalam rumah plastik
(3). Sub sistem permukaan tanah
(4). Sub sistem lapisan tanah

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Transmisivitas Plastik
Gambar 4 menunjukkan hasil pengukuran transmisivitas bahan plastik PE berproteksi UV 0 %,  6  %,  dan  14  %  wilayah  spektrum  UV,  VIS,  dan  IR.  Pengukuran  dilakukan  pada  wilayah spektrum UV dari panjang gelombang 220 nm hingga 380 nm untuk plastik PE berproteksi UV 0 %, panjang gelombang 230 nm hingga 380 nm untuk plastik PE berproteksi UV 6 %, dan 245 nm hingga untuk plastik PE berproteksi UV 14 %.  Pengukuran spektrum VIS dilakukan pada panjang gelombang 380 nm hingga 680 nm dan spektrum IR pada panjang gelombang 680 nm hingga 1000 nm untuk semua jenis plastik PE. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa PE berproteksi UV 6 % hanya memproteksi 4.5 % UV, sedangkan  plastik berproteksi UV 14 % memproteksi 11.4 % UV.
Gambar 4  Kurva karakteristik transmisivity plastik PE berproteksi UV 0 %. 6 % dan 14 %
[5] ....... .......... .......... .......... ..... .......... .......... .......... ) (T hi - I / dT c abs_c out c in c c c T dt TH C      [6] )......... ( I )] - )/(1 [(1 ) T - (T hv ) ( ) T (T U ) (T hi / * out f f out in out in c                in ss in in a a T T hf T dt dT H C [7] ) ( I ) ) 273 ( ) 273 ((T ems / ) ( ) (T hi / abs_s out 4 4 ss in                Tc SBC zo T T ks T dt dT C s ss ss ss s s [8] .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... / ) (T ks / dT 1 ss s zo T dt z C s s s     0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 20 0 26 0 32 0 38 0 44 0 50 0 56 0 62 0 68 0 74 0 80 0 86 0 92 0 98 0 Panjang Gelombang (nm) T ra n s m is iv it y ( % ) UV14 % UV 6 % UV 0 % 46.1 - 0.24 0.00012 - ) ( 2       (UV 14%) 54.7 - 0.32 0.00018 - ) ( 2      
( UV 0 %)
5.5 - 0.17
0.00009 - ) ( 2      
( UV 6 %)

## Pola Spektrum Radiasi Surya di dalam Rumah Plastik
Hasil pengujian lapangan pada pada Gambar 5 diambil saat hari cerah pada pada tanggal 22 Agustus 2005. Intensitas radiasi surya tertinggi pada pukul 12.00 sebesar 873.4 W/m 2 , dengan rata rata sebesar 554.4 W/m 2 . Intensitas spektrum UV. VIS dan IR rata rata di luar rumah plastik masing masing  sebesar  16.6  W/m 2 ,  271.7  W/m 2 dan  266.1  W/m 2 .  Pola  spektrum  UV,  VIS  dan  IR mempunyai pola yang sama dengan intensitas radiasi surya total. Spektrum di dalam rumah plastik jenis  Hexagonal  ditampilkan  pada  Tabel  1.  Spektrum  radiasi  surya  UV,  VIS  dan  IR  rata  rata  di dalam    rumah  plastik  jenis  Hexagonal  masing  masing  sebesar  3.0  W/m 2 ,  144.0  W/m 2 dan  194.3 W/m 2 .
Suhu Tc, Tin, Tss dan Ts rata rata di dalam rumah plastik Hexagonal masing masing sebesar 43.3 o C, 36.4 o C, 35 o C dan 26.4 o C. Peningkatan suhu di dalam tanah  sebesar 1 o C selama lima jam. Hasil pengujian lapangan suhu di dalam rumah plastik Tunnel ditampilkan pada Tabel 2. Suhu Tc. Tin. Tss dan Ts rata rata di dalam  rumah plastik Tunnel masing masing sebesar 38.6 o C, 33.1 o C, 31.3 o C dan 26.4 o C. Peningkatan suhu di dalam tanah sebesar 1 o C selama lima jam.
Hasil  pengujian  lapangan  menunjukkan  pola  suhu  harian  rumah  plastik  jenis Tunnel lebih rendah masing masing sebesar 11 %, 8.5 % dan 11 % dibanding suhu di dalam rumah plastik jenis Hexagonal . Perbedaan suhu tersebut disebabkan oleh parameter koefisien konveksi rata rata alami dan koevisien ventilasi rumah plastik jenis Hexagonal hi  1.5 W/m 2 .C dan hv sebesar 50 W/m 2 .C lebih  rendah  dibanding  nilai  hi  dan  hv  rumah  plastik  jenis Tunnel masing  masing  sebesar  1.5 W/m 2 .C dan 55 W/m 2 .C. Ventilasi alami adalah proses pergantian udara ruangan oleh udara segar dari  luar  ruangan  tanpa  bantuan  peralatan  mekanik.  Konveksi  alami  proses  pindah  panas  disertai perpindahan  massa  tanpa  adanya  gaya  dari  luar,  hanya  oleh  perbedaan  suhu  di  dalam  dan  luar sistem tersebut. Ukuran kuantitas ventilasi dan konveksi dinyatakan oleh koefisien konveksi alami dan koefisien ventilasi, dinyatakan dengan satuan (W/m 2 .C).
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 8. 00 9. 00 10 .0 0 11 .0 0 12 .0 0 13 .0 0 14 .0 0 15 .0 0 16 .0 0 17 .0 0 waktu I, V IS ,I R ,U V ( W /M 2 ) 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 R H ( % ), T o u t ( C ) I VIS IR Tout
RH
Gambar 5. Kondisi cuaca harian di luar rumah plastik pada tanggal 22 Agustus 2005
Tabel 1. Pola spektrum radiasi surya di dalam rumah plastik Hexagonal berproteksi UV14% dengan kemiringan β= 25 o , latitude  = 6 LS, tanggal 22 Agustus 2005 (n = 234 ).
Pukul I out UV* UV** VIS* VIS** IR* IR**  Tc* Tc** Tin* Tin** Tss* Tss** Ts* Ts** W/M2  W/M2  W/M2 W/M2 W/M2  W/M2  W/M2  ( o C ) ( o C ) ( o C ) ( o C ) ( o C ) ( o C ) ( o C ) ( o C ) 8.00 231.1 1.3 1.2 59.7 60.0 80.4 81.0 34.8 34.0 32.5 32.0 30.4 30.0 26.0 26.0 9.00 443.0 2.4 2.4 114.5 115.1 154.1 155.2 39.4 40.0 34.8 34.0 33.7 34.0 26.0 26.0 10.00 792.8 4.3 4.3 204.9 205.9 275.7 277.8 48.2 48.0 38.9 38.0 36.8 36.0 26.1 26.0 11.00 857.0 4.7 4.6 221.4 222.6 298.0 300.3 51.6 52.0 40.5 40.0 38.0 39.0 26.1 26.0 12.00 873.4 4.7 4.7 225.7 226.8 303.7 306.0 52.7 53.0 41.0 40.5 38.4 38.0 26.1 26.0 13.00 860.0 4.7 4.6 222.2 223.4 299.1 301.4 51.7 51.0 40.5 40.0 38.0 37.5 26.2 26.0 14.00 753.2 4.1 4.1 194.6 195.6 261.9 263.9 47.4 48.0 38.5 39.0 36.5 37.0 27.2 27.0 15.00 499.6 2.7 2.7 129.1 129.7 173.7 175.0 40.3 40.0 35.2 36.0 34.0 34.5 27.2 27.0 16.00 218.0 1.2 1.2 56.3 56.6 75.8 76.4 34.7 35.0 32.5 34.0 32.0 32.5 27.2 27.0 17.00 16.0 0.1 0.1 4.1 4.1 5.6 5.6 32.3 32.0 31.4 30.0 31.1 29.0 27.2 27.0 rata-rata 554.4 3.0 3.0 143.2 144.0 192.8 194.3 43.3 43.3 36.6 36.4 35.9 35.9 26.6 26.4
Keterangan : tanda* hasil simulasi ; tanda** hasil percobaan
Tabel 2. Pola Spektrum radiasi surya di dalam rumah plastik Tunnel berproteksi UV 14 %, latitude  = 6 LS, tanggal 22 Agustus 2005 (n = 234 ).
Pukul I out UV* UV** VIS* VIS**
IR*
IR**  Tc* Tc** Tin* Tin** Tss* Tss** Ts* Ts**
W/M2  W/M2  W/M2 W/M2 W/M2  W/M2  W/M2  ( o C ) ( o C ) ( o C ) ( o C ) ( o C ) ( o C ) ( o C ) ( o C )
8.00 231.1 1.3 1.2 59.7 60.0 80.4 81.0 32.3 33.0 30.5 31.0 27.9 28.0 26.0 26.0 9.00 443.0 2.4 2.4 114.5 115.1 154.1 155.2 35.9 36.0 32.4 32.0 31.2 30.0 26.0 26.0 10.00 792.8 4.3 4.3 204.9 205.9 275.7 277.8 42.7 41.5 36.0 34.5 34.4 33.0 26.0 26.0 11.00 857.0 4.7 4.6 221.4 222.6 298.0 300.3 45.4 45.0 37.4 36.0 35.6 34.0 26.0 26.0 12.00 873.4 4.7 4.7 225.7 226.8 303.7 306.0 46.2 46.0 37.9 37.0 36.0 35.0 26.1 26.0 13.00 860.0 4.7 4.6 222.2 223.4 299.1 301.4 45.4 45.0 37.5 36.0 35.6 34.5 26.1 26.0 14.00 753.2 4.1 4.1 194.6 195.6 261.9 263.9 42.1 43.0 35.7 34.5 34.1 33.0 27.1 27.0 15.00 499.6 2.7 2.7 129.1 129.7 173.7 175.0 36.6 37.0 32.8 33.0 31.5 31.0 27.1 27.0 16.00 218.0 1.2 1.2 56.3 56.6 75.8 76.4 32.2 33.0 30.5 31.0 29.5 29.0 27.1 27.0 17.00 16.0 0.1 0.1 4.1 4.1 5.6 5.6 30.3 26.0 29.5 26.0 28.7 26.0 27.1 27.0 rata-rata 554.4 3.0 3.0 143.2 144.0 192.8 194.3 38.91 38.6 34.0 33.05 32.5 31.3 26.5 26.4
Keterangan : tanda* hasil simulasi ; tanda** hasil percobaan

## Hasil Simulasi
Hasil simulasi dari model ditampilkan pada Tabel 1. Tabel 2 dan Gambar 6 dengan variabel input data cuaca pada tanggal 22 Agustus 2005. letak geografis pada lintang  = 6 o LS dan sudut kemiringan β = 25 o serta plastik PE berproteksi UV 0 %. 6 % dan 14 %.
Hasil simulasi spektrum di dalam rumah plastik Heksagonal ditampilkan pada Tabel 1 dan Gambar  3.  Spektrum  radiasi  surya  UV.  VIS  dan  IR  rata  rata  di  dalam  rumah  plastik Hexagonal berproteksi UV 14 % mempunyai nilai terendah. masing masing sebesar 3.0 W/m 2 . 143.2 W/m 2 dan 192.8 W/m 2 serta suhu Tc. Tin.  Tss dan Ts masing masing sebesar 43.3 o C. 36.4 o C. 36.4 o C dan 26.4 o C.
Spektrum  radiasi  surya  UV,  VIS  dan  IR  rata  rata  di  dalam  rumah  plastik  jenis Hexagonal ditampilkan pada Gambar 6. Spektrum radiasi surya tersebut menggunakan plastik PE berproteksi UV 0 % mempunyai nilai tertinggi. masing masing sebesar 4.2 W/m 2 . 191.1 W/m 2 dan 232.9 W/m 2 serta suhu Tc, Tin, Tss dan Ts msing masing sebesar 46.3 o C. 38 o C. 37.4 o C dan 26.5 o C.
Gambar 6.  Pola spektrum radiasi surya di dalam rumah plastik Hexagonal berproteksi UV 0 %. 6 % dan 14 % dan suhu Tc. Tin. Tss dan Tss (22 Agustus 2005)
Pada  Gambar  7  perbandingan  model  spektrum  UV.VIS  dan  IR  hasil  simulasi  dan  hasil percobaan mempuyai koefisien determinasi (R 2 )  masing sebesar 0.99. 0.99 dan 0.99. Perbandingan model suhu Tc. Tin. Tss dan Tss di dalam rumah plastik jenis Hexagonal hasil simulasi dan hasil percobaan mempunyai koefisien determinasi (R 2 )  masing sebesar 0.99. 0.97. 0.99. 0.97 dan 0.99. Perbandingan  model  suhu  Tc.  Tin.  Tss  dan  Tss  di  dalam  rumah  plastik  jenis Hexagonal hasil simulasi  dan hasil  percobaan  dengan  koefisien  determinasi (R 2 )    masing  sebesar  0.99.  0.97.  0.97.
0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00 8 .0 0 9 .0 0 1 0. 0 0 1 1. 0 0 1 2. 0 0 1 3. 0 0 1 4. 0 0 1 5. 0 0 1 6. 0 0 1 7. 0 0 waktu S pe k tr um i nf ra m e ra h (I R ) W /M 2 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 S uh u c ov er ( Tc ) W /M 2 IR(UV 14 %) IR(UV 6 %) IR (UV 0 %) Tc* (UV 0 %)
Tc* (UV 6 %)
Tc* (UV 14 %) 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00 8. 00 10 .0 0 12 .0 0 14 .0 0 16 .0 0 waktu S p e k tr u m i n fr a m e ra h ( IR ) W /M 2 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 S u h u d i d a la m ru m a h p la s ti k ( T in ) W /M 2 IR(UV 14 %) IR(UV 6 %)
IR (UV 0 %)
Tin* (UV 0 %) Tin* (UV 6 %) Tin* (UV 14 %) 0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 8 .0 0 9 .0 0 1 0 .0 0 1 1 .0 0 1 2 .0 0 1 3 .0 0 1 4 .0 0 1 5 .0 0 1 6 .0 0 1 7 .0 0 waktu S p e k tr u m i n fr a m e ra h ( IR ) W /M 2 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 S u h u p e rm u k a a n ta n a h ( T s s ) W /M 2
IR(UV 14 %) IR(UV 6 %) IR (UV 0 %) Tss* (UV 0 %) Tss* (UV 6 %) Tss* (UV 14 %) 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00 8 .0 0 9 .0 0 1 0. 0 0 1 1. 0 0 1 2. 0 0 1 3. 0 0 1 4. 0 0 1 5. 0 0 1 6. 0 0 1 7. 0 0 waktu S pe k tr um i nf ra m e ra h (I R ) W /M 2 25.0 25.5 26.0 26.5 27.0 27.5 S uh u di da la m t ana h (Ts ) W /M 2 IR(UV 14 %) IR(UV 6 %)
IR (UV 0 %)
Ts* (UV 0 %)
Ts* (UV 6 %) Ts* (UV 14 %)
0.97 dan 0.98. Hasil percobaan lapangan tersebut mempunyai hubungan yang erat dengan simulasi, sehingga model yang dibangun dapat dapat digunakan untuk menduga keempat parameter tersebuta.
Model  spektrum  radiasi  surya  yang  dikembangkan  tersebut  selanjutnya  digunakan  untuk menetukan  kondisi  optimum  didalam  rumah  plastik.  Kondisi  optimum  tersebut  berguna  untuk pertumbuhan    dan  perkembangan  tanaman  yang  ditanam  dalam  rumah  plastik.  Hasil  simulasi menunjukkan kondisi optimum didapat dengan menggunakan plastik PE berproteksi UV 14 % dan menggunakan jenis lantai rumput.
Bahan plastik  PE  berproteksi  UV  14  %  menghasilakan  spektrum IR  paling rendah  sebesar 192.8 W/m 2 dan suhu di dalam rumah plastik Hexagonal yang paling rendah sebesar 34.9 o C. Pada kemiringan β sebesar 67 0 . suhu penutup rumah plastik Hexagonal paling rendah  sebesar 41.2 o C. Pada jenis lantai rumput suhu di dalam rumah plastik Hexagonal paling rendahl sebesar 34.9 o C.
Gambar  7.    Perbandingan  model  dengan hasil  percobaan  spektrum radiasi  surya  IR.  Tc,  Tin  dan Tss di dalam  rumah plastik jenis Hexagonal (22 Agustus 2005)
Kondisi  optimum  di  dalam    rumah  plastik  jenis Tunnel menggunakan  bahan  plastik  PE berproteksi UV 14 % dengan menggunakan jenis lantai tanah yang ditanami rumput. Pada kondisi tersebut suhu Tc. Tin. Tss dan Ts masing masing sebesar 37.3 o C, 32.2 o C, 30.9 o C dan 26.5 o C. S = 0.03046037 r = 0.99999997 IR hasil simulasi IR h a s il p e rc o b a a n 0.6 56.1 111.5 167.0 222.5 278.0 333.5 0.5 6 56. 47 112 .39 168 .30 224 .21 280 .13 336 .04 S = 0.92918750 r = 0.97175547 Tin simulasi ( C ) T in p e rc o b a a n ( C ) 30.4 32.4 34.3 36.2 38.1 40.0 42.0 28. 95 31. 05 33. 15 35. 25 37. 35 39. 45 41. 55 S = 0.53616473 r = 0.99800893 Tc hasil simulasi ( C ) T c h a s il p e rc o b a a n ( C ) 30.3 34.3 38.4 42.5 46.6 50.7 54.7 29. 90 34. 10 38. 30 42. 50 46. 70 50. 90 55. 10 S = 0.91407792 r = 0.96737013 Tss hasil simulasi ( C ) T s s h a s il p e rc o b a a n ( C ) 29.6 31.2 32.8 34.4 36.0 37.6 39.2 28. 00 30. 00 32. 00 34. 00 36. 00 38. 00 40. 00
Tabel 3.  Pola suhu Tc. Tin. Tss dan Ts dengan berbagai kemiringan
Kemiringan  Tc rata rata ( o C) Tin rata rata ( o C) Tss rata rata ( o C) Ts rata rata ( o C) 0 o 44.5 36.6 35.1 26.5 25 o 43.3 36.6 35.1 26.5 67 o 41.2 36.6 35.0 26.5
Tabel 4. Pola suhu Tc. Tin. Tss dan Ts dengan variasi jenis lantai
Jenis Lantai Tc rata rata ( o C ) Tin rata rata ( o C )  Tss rata rata ( o C )  Ts rata rata ( o C ) Tanah 43.3 36.6 35.1 26.5 Rumput 41.2 34.9 34.2 26.5
Tabel 5.  Pola suhu Tc. Tin. Tss dan Ts pada dua jenis rumah plastik (Heksagonal dan Tunnel ) Jenis Rumah Plastik Tc rata rata ( o C ) Tin rata rata ( o C )  Tss rata rata ( o C )  Ts rata rata ( o C ) Heksagonal 43.3 36.6 34.9 26.5 Tunnel 38.9 34.0 31.3 26.5

## KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Konstruksi bentuk rumah plastik yang optimum adalah : a)menggunakan plastik PE berproteksi UV 14 %, b) kemiringan sudut β lebih kecil dari 67 o ,  dan c)  menggunakan rumput  sebagai  lantai rumah plastik.  Plastik PE berproteksi UV 14 % mentransmisi spektrum radiasi surya IR ke dalam rumah plastik yang terendah sebesar 72.5 %. Plastik PE tanpa proteksi UV mentransmisi spektrum radiasi surya tertinggi sebesar 87.5 % .
Penurunan suhu rata rata di dalam rumah plastik pada kondisi optimum sebesar 2.7 % dengan menggunakan  bahan  plastik  PE  UV  14  %  dan  jenis  lantai  rumput  sebesar  5.7  %  .  Perlakuan mengatur  kemiringan  penutup  rumah  plastik  terhadap  bidang  horizontal  hanya  berpengaruh  pada suhu penutup rumah plastik.

## Saran
Sudut  kemiringan  penutup  Hexagonal  rumah  plastik  terhadap  bidang  horizontal  (β) sebaiknya tidak melebihi 67 o . karena akan menyebabkan fluk volume pertukaran udara minimal.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdullah  K.  Tambunan  H.  1998.  Energi  dan  Listrik  Pertanian.  Bogor:  Fakultas  Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Hlm 103-120.
Beiser.  A.  1982. Konsep  Fisika  Moderen .  Liong  TH.  penerjemah;  Jakarta:  Erlangga.  Terjemahan dari: Modern Physics. Hlm 160-161.
Connellan.  G.J.  2005.  Selection  of  Greenhouse  Design  And  Technology  Options  For  High Temperature  Regions.  Paper  ISHA  Acta  Horticulturae  578:  II  IFAC/ISHS  Workshop: Mathematical and control Applications in agriculture and Horticulture.
http://www/actahort.org/books/578/578 1.htm . Diakses pada tanggal 18 April 2006.
Ksenzhek OS.Volkov AG. 1986. Plant Energetics. California: Academic Pr. Hlm 7-29.
Runkle  E.S.  Jaster  P.  Heins  R.D.  Thill  C.  2005. Enviromental  Conditions  Under an Experimental Near  Infra-Red  Reflecting  Greenhouse  Film. Paper ISHA  Acta  Horticulturae  578:  II IFAC/ISHS  Workshop:  Mathematical  and  control  Applications  in  agriculture  and Horticulture. http://www/actahort.org/books/578/578 1.htm . Diakses pada tanggal 18 April 2006.
Seemann. J. 1974. Climate Under Glass .Geneva: World Meteorogical Organization.40 hlm.
Salisbury  F.B.  Ross    C.W.  1995.  Fisiologi  Tumbuhan.  Lukman  Diah  R.  Sumaryono.  penerjemah; Bandung: ITB. Terjemahan dari Plant physiology. Hlm 92-93.
Tabatabaie S.J. Hadley P. Gregory P.J. 2005. The Effect of a Glasshouse IR-filter on Yield. Quality and  Calcium  Concentration  in  Tomato  Fruit. Paper ISHA  Acta  Horticulturae  633:  II IFAC/ISHS  Workshop:  Mathematical  and  control  Applications  in  agriculture  and Horticulture. http://www/actahort.org/books/633/ 633  1.htm.Diakses  pada  tanggal  18  April 2006.
Takakura.  T.    1989. Climate  Under  Cover  Digital  Dynamic  Simulation  in  Agricultural  Sciences. Tokyo: Tokyo Univ Pr.130 hlm.
Waaijenberg D. Gbioczyk K. Feuilloley P. Verlodt M. 2005. Meausurement of Optical Proporties of Greenhouse  Cladding  Materials:  Harmonisation  and  Standardisation. Paper ISHA  Acta Horticulturae  633:  II  IFAC/ISHS  Workshop:  Mathematical  and  control  Applications  in agriculture  and  Horticulture. http://www/actahort.org/books/633/ 633  1.htm  .  Diakses  pada tanggal 18 April 2006.

## DAFTAR SIMBOL
H*          : rata rata tinggi rumah plastik (m) C a .C c .C s : panas jenis udara. bahan penutup rumah plastik dan panas jenis tanah (Kj/ o C.kg) IR           : spektrum radiasi surya infra merah (W/m 2 ) I  in               : intensitas spektrum panjang gelombang yang masuk ke dalam rumah (W/m 2 ) I  in_tot         : total intensitas spektrum panjang gelombang tertentu yang masuk kedalam rumah plstik (W/m 2 ). I  out : intensitas spektrum panjang gelombang tertentu yang masuk kedalam rumah plastik (W/m 2 ).
I  out_tot       : total intensitas spektrum panjang gelombang tertentu yang masuk kedalam rumah plstik (W/m 2 ). ks            : konduktivitas tanah (W/m 2 ) SBC        : konstanta Stefan Boltzman (5.67 10 -8 W/m 2 K 4 ) TH c : tebal bahan penutup rumah plastik (m) Tc. Tin    :suhu penutup ( cover ). suhu di dalam rumah plastik ( o C ) Tss. Ts    : pada permukaan tanah. di dalam tanah ( o C ) UV          : spektrum radiasi surya ultraviolet ( o C ) VIS         : spektrum radiasi surya visible (cahaya tampak) (W/m 2 )  f : albedo pada lantai (%)  : sudut kemiringan antara penutup rumah plastik terhadap bidang horisontal ( o C)  a .  c .  s : massa jenis udara. bahan penutup rumah plastik dan tanah (kg/m 3 )  : koefisien trasmisivity (%)
 zo          : ketebalan lapisan permukaan tanah terhadap tanah pada lapisan  pertama (m)